package priorityqueue;

import java.util.Arrays;

/**
 * 创建大根堆
 * 1.从最后一棵子树开始调整
 * 2.每棵子树调整的时候，都是向下调整
 * 如何确定最后一棵子树的根结点
 * p=((len-1)-1)/2
 * 调整完一棵树后，怎么到下一棵树?
 * p--
 * 直到调整完0下标这棵树就好了
 * 隐藏问题：
 * 每棵子树调整的结束位置如何确定？
 * 不能超过len
 */
public class TestHeap {
    public int[] elem;

    public int usedSize;
    public TestHeap(){
        this.elem=new int[10];
    }

    /**
     * 创建大根堆
     * 时间复杂度O(n)
     * T(n)=2^h-1-h
     * n=2^h-1
     * T(n)=n-log(n+1)~=n
     * @param array
     */
    public void createHeap(int[] array){
        //准备
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            elem[i]=array[i];
            usedSize++;
        }
        for(int p =(usedSize-1-1)/2;p>=0;p--){
            shiftDown(p,usedSize);

        }
    }

    /**
     *
     * @param root 是每棵子树的根节点的下标
     * @param len  是每棵子树调整结束的结束条件
     * 向下调整的时间复杂度：o(logn)
     */
    private void shiftDown(int root,int len){
        int paren=root;
        int child = 2*paren+1;
        //进入这个循环，说明至少有一个孩子
        while (child<len){
            //如果有孩子，找到左右孩子的最大值
            if(child+1<len&&elem[child]<elem[child+1]){
                child++;
            }
            //child下标一定保存的是左右孩子最大值的下标
            //接下来，孩子的最大值和根节点去比较大小
            if(elem[child]>elem[paren]){
                int tmp=elem[child];
                elem[child]=elem[paren];
                elem[paren]=tmp;
                paren=child;//开始更新下标，继续看下面的子树是不是大根堆
                child=2*paren+1;
            }else {
                break;//此时说明已经是大根堆，不需要进行再次调整
            }

        }

    }
    public void push(int val){
        if(isfull()){
            elem= Arrays.copyOf(elem,2*elem.length);
        }
        elem[usedSize]=val;
        shiftUp(usedSize);
        usedSize++;

    }

    /**
     * 入队：仍然要保持是大根堆
     * O(logn)
     * @param child
     */
    private void shiftUp(int child){
        int parent=(child-1)/2;
        while (child>0){
            if(elem[child]>elem[parent]){
                int tmp=elem[child];
                elem[child]=elem[parent];
                elem[parent]=tmp;
                child=parent;
                parent=(child-1)/2;
            }else {
                break;
            }

        }


    }
    public boolean isfull(){
        return usedSize==elem.length;
    }

    /**
     * 出队【删除】：每次删除的都是优先级高的元素
     */
    public void pollHeap(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("优先级队列为空！");
            return;
        }
        int tmp=elem[0];
        elem[0]=elem[usedSize-1];
        elem[usedSize-1]=tmp;
        usedSize--;
        shiftDown(0,usedSize);

    }
    public boolean isEmpty(){
        return usedSize==0;
    }

    /**
     * 获取堆顶元素
     * @return
     */
    public int peekHeap(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("优先级队列为空！");
            return -1;
        }
        return elem[0];


    }
    /**
     * 堆排序
     * 时间复杂度：O(n*logn)
     * 1.建立大根堆
     * 2.0下标和end下标交换
     * 3.调整0下标这棵树 shifDown(0,end)
     * 4.end--
     */
    public void heapSort(){
        int end=usedSize-1;
        while (end>0){
            int tmp=elem[0];
            elem[0]=elem[end];
            elem[end]=tmp;
            shiftDown(0,end);
            end--;
        }

    }
}
